一种具有分功能区域结构的边锚唇设计方法与流程

本发明涉及边锚唇设计方法，特别是涉及一种具有分功能区域结构的边锚唇设计方法。

背景技术：
随着造船行业的发展，造船成本压减，目前锚系船舶设计过程繁琐，没有针对性，不能避免卡锚、不完全贴合状态的发生。经过对现有技术文献的检索发现，中国发明专利公开号：CN202765234U，名称：一种螺旋锚唇，该技术自述利用锚唇剖面形成一个螺旋形表面。中国发明专利公开号：CN201110234291，名称：一种圆形锚唇及正圆锥面锚台的设计制造方法，该技术自述一种圆形锚唇及正圆锥锚台设计，其中锚台展开曲面为所述正圆锥展开曲面一部分。中国发明专利公开号：CN203268290U，名称：固定轨道式锚唇，该技术自述采用锚唇8个剖面形成锚唇的固定轨道，优化起锚状态。中国发明专利公开号：CN1433924A，名称：大抓力锚锚唇锚台设计技术，该技术自述包括大抓力锚、锚链筒、锚台整体性设计，满足重力滑行内翻转原理。上述四份文献都涉及边锚唇的设计。但上述四份专利介绍利用边锚唇指定剖面来设计边锚唇，设计出的边锚唇具有单一性，很难满足所有船型所需。当前没有专门面向边锚唇分功能区域设计的公开报道。

技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是提供一种能够缩短边锚唇设计周期，避免拉锚过程中的卡锚现象以及锚爪与船体的碰撞，保证锚爪与锚唇的完全贴合，且能够满足所有船型所需的具有分功能区域结构的边锚唇设计方法。技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：本发明所述的一种具有分功能区域结构的边锚唇设计方法，包括以下的步骤：步骤1：确定边锚唇的导链沟区域、压杆凸起区域、第一锚爪贴合区域、第二锚爪贴合区域、第一锚爪平滑区域和第二锚爪平滑区域的角度范围；步骤2：设计导链沟区域内的边锚唇截面；步骤3：设计压杆凸起区域内的边锚唇截面；步骤4：设计第一锚爪平滑区域和第二锚爪平滑区域内的边锚唇截面；步骤5：设计第一锚爪贴合区域和第二锚爪贴合区域内的边锚唇截面；步骤6：将相邻区域内的边锚唇截面之间平滑过渡。进一步，所述步骤1包括以下的步骤：步骤1.1：在所述边锚唇底面锚链筒(1)下出口点处做一条侧视投影作为竖直线的第一基准线，与第一基准线间隔22.5°夹角分别做第一直线和第二直线，第一直线和第二直线之间的45°夹角区域为导链沟区域；步骤1.2：在所述边锚唇的底面上向上延长第一基准线作为第二基准线，与第二基准线间隔22.5°夹角分别做第三直线和第四直线，第三直线和第四直线之间的45°夹角区域为压杆凸起区域；步骤1.3：垂直第一基准线作第三基准线，第三直线和第三基准线之间的夹角区域为第一锚爪贴合区域，第四直线和第三基准线之间的夹角区域为第二锚爪贴合区域，第一直线和第三基准线之间的夹角区域为第一锚爪平滑区域，第二直线和第三基准线之间的夹角区域为第二锚爪平滑区域。进一步，所述步骤2包括以下的步骤：步骤2.1：设计导链沟区域的主截面S1：首先，过第一基准线作垂直于边锚唇底面的截面，并以此截面作为导链沟区域的主截面S1；其次，将导链沟区域的主截面S1建立在XY坐标系中，坐标原点设在锚链筒(1)内壁上，取导链沟区域的主截面S1上的2N个点，其中N个点的坐标为(S1Xi,S1Yi1)，另外N个点的坐标为(S1Xi,S1Yi2)，S1Yi1＝0，1≤i≤N，且当i＝N时，S1Yi2＝S1YN2＝0，当i≠N时，S1Yi2>0；再次，光顺连接各个坐标点，形成截面曲线；最后，过坐标原点作一条直线L1与截面曲线相切，如果直线L1与X轴的夹角α小于65°，则继续进行步骤2.2，否则重新设定坐标点，直到直线L1与X轴的夹角α小于65°后再进行步骤2.2；步骤2.2：设计导链沟区域的其他截面S1m：采用步骤2.1的方法建立XY坐标系，设定坐标点，形成其他截面的截面曲线，过坐标原点作一条直线L1m与截面曲线相切，如果直线L1m与X轴的夹角β大于步骤2.1中的夹角α，则继续进行步骤2.3，否则重新设定坐标点，直到β＞α后再进行步骤2.3，其中m>1；步骤2.3：将步骤2.1和步骤2.2中设计完毕的所有截面进行扫略，形成一个内窄外宽的敞口的沟槽。进一步，所述步骤3包括以下的步骤：步骤3.1：设计压杆凸起区域的主截面S2：首先，过第二基准线作垂直于边锚唇底面的截面，并以此截面作为压杆凸起区域的主截面S2；其次，将压杆凸起区域的主截面S2建立在XY坐标系中，坐标原点设在锚链筒(1)内壁上；接着，在主截面S2位于X轴负方向的部分取M1个点，坐标为(S2Xi,S2Yi2)，1≤i≤M1，且当i＝1时，S2Xi＝S2X1＝0，当i≠1时，S2Xi<0；然后，在主截面S2位于X轴正方向的部分取2M2个点，其中M2个点的坐标为(S2Xj,S2Yj1)，另外M2个点的坐标为(S2Xj,S2Yj2)，S2Yj1>0，S2Yj2>0，M1+2≤j≤M1+M2+1，且当j＝M1+M2+1时，S2Yj1＝S2Yj2；再次，在主截面S2位于Y轴上的部分取一个点，坐标为(S2Xk,S2Yk2)，k＝M1+1；最后，光顺连接各个坐标点，形成截面曲线，过坐标原点作一条直线L2与截面曲线相切，如果直线L2与X轴的夹角γ小于60°，则继续进行步骤3.2，否则重新设定坐标点，直到直线L2与X轴的夹角γ小于60°后再进行步骤3.2；步骤3.2：设计压杆凸起区域的其他截面S2m：采用步骤3.1的方法建立XY坐标系，设定坐标点，形成其他截面的截面曲线，过坐标原点作一条直线L2m与截面曲线相切，如果直线L2m与X轴的夹角δ大于步骤3.1中的夹角γ，则继续进行步骤3.3，否则重新设定坐标点，直到δ＞γ后再进行步骤3.3，其中m>1；步骤3.3：将步骤3.1和步骤3.2中设计完毕的所有截面进行扫略，形成一个向边锚唇内侧的凸起，且主截面位置的凸起位于边锚唇最内侧。有益效果：本发明能够缩短边锚唇设计周期，避免拉锚过程中的卡锚现象以及锚爪与船体的碰撞，保证锚爪与锚唇的完全贴合，能够满足所有船型所需，并且本发明方法设计出的边锚唇简单、美观、得体。附图说明图1为本发明的边锚唇的各个分功能区域划分的示意图；图2为运用本发明方法设计得到的导链沟区域主截面S1的截面曲线；图3为运用本发明方法设计得到的压杆凸起区域主截面S2的截面曲线；图4为本发明的锚爪与边锚唇贴合的示意图；图5为本发明的边锚唇的三维示意图；图6为本发明具体实施方式中的导链沟区域主截面S1与压杆凸起区域主截面S2的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。边锚唇是指位于船体一侧的锚唇，例如在左舷或者右舷上的锚唇。本发明提供的一种具有分功能区域结构的边锚唇设计方法，包括以下的步骤：步骤1：确定边锚唇的导链沟区域、压杆凸起区域、第一锚爪贴合区域、第二锚爪贴合区域、第一锚爪平滑区域和第二锚爪平滑区域的角度范围；步骤2：设计导链沟区域内的边锚唇截面；步骤3：设计压杆凸起区域内的边锚唇截面；步骤4：设计第一锚爪平滑区域和第二锚爪平滑区域内的边锚唇截面；步骤5：设计第一锚爪贴合区域和第二锚爪贴合区域内的边锚唇截面；步骤6：将相邻区域内的边锚唇截面之间平滑过渡。其中，步骤1如图1所示，包括以下的步骤：步骤1.1：在边锚唇底面锚链筒1下出口点处做一条侧视投影作为竖直线的第一基准线，与第一基准线间隔22.5°夹角分别做第一直线和第二直线，第一直线和第二直线之间的45°夹角区域为导链沟区域；步骤1.2：在边锚唇的底面上向上延长第一基准线作为第二基准线，与第二基准线间隔22.5°夹角分别做第三直线和第四直线，第三直线和第四直线之间的45°夹角区域为压杆凸起区域；步骤1.3：垂直第一基准线作第三基准线，第三直线和第三基准线之间的夹角区域为第一锚爪贴合区域，第四直线和第三基准线之间的夹角区域为第二锚爪贴合区域，第一直线和第三基准线之间的夹角区域为第一锚爪平滑区域，第二直线和第三基准线之间的夹角区域为第二锚爪平滑区域。步骤2如图2所示，包括以下的步骤：步骤2.1：设计导链沟区域的主截面S1：首先，过第一基准线作垂直于边锚唇底面的截面，并以此截面作为导链沟区域的主截面S1；其次，将导链沟区域的主截面S1建立在XY坐标系中，坐标原点设在锚链筒(1)内壁上，取导链沟区域的主截面S1上的2N个点，其中N个点的坐标为(S1Xi,S1Yi1)，另外N个点的坐标为(S1Xi,S1Yi2)，S1Yi1＝0，1≤i≤N，且当i＝N时，S1Yi2＝S1YN2＝0，当i≠N时，S1Yi2>0；再次，光顺连接各个坐标点，形成截面曲线；最后，过坐标原点作一条直线L1与截面曲线相切，如果直线L1与X轴的夹角α小于65°，则继续进行步骤2.2，否则重新设定坐标点，直到直线L1与X轴的夹角α小于65°后再进行步骤2.2；步骤2.2：设计导链沟区域的其他截面S1m：采用步骤2.1的方法建立XY坐标系，设定坐标点，形成其他截面的截面曲线，过坐标原点作一条直线L1m与截面曲线相切，如果直线L1m与X轴的夹角β大于步骤2.1中的夹角α，则继续进行步骤2.3，否则重新设定坐标点，直到β＞α后再进行步骤2.3，其中m>1；步骤2.3：将步骤2.1和步骤2.2中设计完毕的所有截面进行扫略，形成一个内窄外宽的敞口的沟槽，沟槽最宽处宽度Wmax大于锚杆宽度W1，小于1.2倍锚杆宽度W1，沟槽最窄处宽度Wmin大于锚链宽度W2，小于1.2倍锚链宽度W2。步骤3如图3所示，包括以下的步骤：步骤3.1：设计压杆凸起区域的主截面S2：首先，过第二基准线作垂直于边锚唇底面的截面，并以此截面作为压杆凸起区域的主截面S2；其次，将压杆凸起区域的主截面S2建立在XY坐标系中，坐标原点设在锚链筒(1)内壁上；接着，在主截面S2位于X轴负方向的部分取M1个点，坐标为(S2Xi,S2Yi2)，1≤i≤M1，且当i＝1时，S2Xi＝S2X1＝0，当i≠1时，S2Xi<0；然后，在主截面S2位于X轴正方向的部分取2M2个点，其中M2个点的坐标为(S2Xj,S2Yj1)，另外M2个点的坐标为(S2Xj,S2Yj2)，S2Yj1>0，S2Yj2>0，M1+2≤j≤M1+M2+1，且当j＝M1+M2+1时，S2Yj1＝S2Yj2；再次，在主截面S2位于Y轴上的部分取一个点，坐标为(S2Xk,S2Yk2)，k＝M1+1；最后，光顺连接各个坐标点，形成截面曲线，过坐标原点作一条直线L2与截面曲线相切，如果直线L2与X轴的夹角γ小于60°，则继续进行步骤3.2，否则重新设定坐标点，直到直线L2与X轴的夹角γ小于60°后再进行步骤3.2；步骤3.2：设计压杆凸起区域的其他截面S2m：采用步骤3.1的方法建立XY坐标系，设定坐标点，形成其他截面的截面曲线，过坐标原点作一条直线L2m与截面曲线相切，如果直线L2m与X轴的夹角δ大于步骤3.1中的夹角γ，则继续进行步骤3.3，否则重新设定坐标点，直到δ＞γ后再进行步骤3.3，其中m>1；步骤3.3：将步骤3.1和步骤3.2中设计完毕的所有截面进行扫略，形成一个向边锚唇内侧的凸起，且主截面位置的凸起位于边锚唇最内侧。下面1000T渔政船案例来对本发明进行详细说明：步骤1：确定1000T边锚唇各个功能区域的度数范围：在边锚唇底面锚链筒1下出口点处做一条侧视投影作为竖直线的第一基准线，与第一基准线间隔22.5°夹角分别做第一直线和第二直线，第一直线和第二直线之间的45°夹角区域为导链沟区域；在边锚唇的底面上向上延长第一基准线作为第二基准线，与第二基准线间隔22.5°夹角分别做第三直线和第四直线，第三直线和第四直线之间的45°夹角区域为压杆凸起区域；垂直第一基准线作过锚链筒1下端的左右两条直线，这样将整个边锚唇分成六个区域，剩下的四个区域分别是第一锚爪贴合区域、第二锚爪贴合区域、第一锚爪平滑区域和第二锚爪平滑区域。步骤2：设计导链沟区域内的边锚唇截面，包括如下的步骤：步骤2.1：设计导链沟区域的主截面S1：首先，确定主截面S1的总长为568mm，将其分成8段；然后，运用矩阵型值法设定对应的坐标点，坐标值如表1中S1所示；最后，将每个坐标点光顺连接，形成的截面曲线如图6中右边的曲线所示，过坐标原点作截面曲线的切线，此切线与X轴成60°夹角，满足小于65°要求；步骤2.2：设计导链沟区域的其他截面：与主截面S1的设计方法类似，同样采用矩阵型值法；步骤2.3：将所有截面进行扫略，这里锚杆宽度W1为184mm，沟槽区域最大宽度Wmax大于184mm，小于220.8mm，其他截面的坐标点如表1中S3～S8所示，最终各个截面形成沟槽特征结构4，如图5所示。步骤3：设计压杆凸起区域内的边锚唇截面，包括如下的步骤：步骤3.1：设计压杆凸起区域的主截面S2：首先，确定主截面S2的总长为320mm，将其分成8段；然后，运用矩阵型值法设定对应的坐标点，坐标值如表1中S2所示；最后，将每个坐标点光顺连接，形成的截面曲线如图6中左边的曲线所示，过坐标原点作截面曲线的切线，此切线与X轴成56°夹角，满足小于60°要求；步骤3.2：设计压杆凸起区域的其他截面：与主截面S2的设计方法类似，同样采用矩阵型值法；步骤3.3：将所有截面进行扫略，其他截面的坐标点如表1中S3～S8所示，每个截面过坐标原点与其相切的直线与X轴之间的夹角都大于56°，最终形成压杆的凸起特征结构5，如图5所示。步骤4：设计第一锚爪平滑区域S5和第二锚爪平滑区域S6：与导链沟区域主截面S1的设计方法类似，这两个区域主截面的坐标点如表1中的S5和S6所示。步骤5：设计第一锚爪贴合区域S3和第二锚爪贴合区域S8：与压杆凸起区域主截面S2的设计方法类似，这两个区域主截面的坐标点如表1中的S3和S8所示，这里使用的斯贝克锚900KG，锚爪2之间距离为800mm，锚爪贴合区域各个截面线符合这个数值。步骤6：将相邻区域内的边锚唇截面之间平滑过渡，主截面S4和S7为相邻两个区域的截面，S4和S7的坐标点如表1所示。表1